CN117953817A - 显示装置、其劣化补偿方法以及包括其的移动终端 - Google Patents

显示装置、其劣化补偿方法以及包括其的移动终端 Download PDF

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Abstract

本公开涉及显示装置及其劣化补偿方法以及包括该显示装置的移动终端。该显示装置包括：显示面板，包括第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域；第一光学器件，在显示面板的预定感测区域中设置在显示面板下方或嵌入显示面板内，当显示面板被折叠或移动到预定位置时，第一光学器件面对第一像素区域的至少一部分和第二像素区域的一部分；以及像素劣化补偿电路，被配置成在劣化感测模式下工作，从第一光学器件接收感测数据来减小第一像素区域和第二像素区域之间的亮度差。

Description

显示装置、其劣化补偿方法以及包括其的移动终端
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年10月28日提交的韩国专利申请第10-2022-0141080号的优先权和权益，该申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及显示装置、具有不同像素密度的区域中的像素之间的亮度差的补偿方法以及包括该显示装置的移动终端。
背景技术
电致发光显示装置按发光层的材料一般分为无机发光显示装置和有机发光显示装置。有源矩阵型有机发光显示装置包括有机发光二极管(以下称为“OLED”)，有机发光二极管本身发光，并且具有快速响应速度以及发光效率、亮度和视角大的优点。
在有机发光显示装置中，OLED形成在像素中。由于有机发光显示装置具有快速响应速度，并且在发光效率、亮度和视角方面优异，且能够表现全黑颜色的黑色灰度级，因此有机发光显示装置在对比度和颜色再现性方面优异。
移动终端的多媒体能力得到了提高。例如，默认情况下，摄像头内置于智能手机中，其分辨率正在提高到传统数码相机的水平，并且正在应用使用光学设备的生物识别技术。智能手机中的前置摄像头限制了屏幕设计，使屏幕设计变得困难。智能手机采用了带有缺口或打孔的屏幕设计，以减少摄像头占用的空间，但摄像头仍然限制了屏幕的大小，使其无法实现全屏显示。
发明内容
为了实现全屏显示，摄像头模块可以被设置成与显示面板的屏幕重叠。在与摄像头模块重叠的屏幕的一部分显示区域中，像素密度或每英寸像素(PPI)可以降低以增加透射率。在这种情况下，在高PPI和低PPI区域之间可能出现亮度差。为了解决这个问题，虽然亮度的差异可以通过改变具有不同像素密度的像素区域之间的数据电压来减小，但是像素区域之间的像素的劣化程度的差异可能随着时间的推移而增加。虽然可以通过基于每个像素区域中的像素的使用频率预测劣化来应用像素劣化补偿算法，但是实际劣化值和预测劣化值之间的差异可能导致像素劣化补偿不精确。
本公开被做出以解决前述问题和/或缺点。
本公开提供一种能够精确地补偿具有不同像素密度的像素区域之间由于像素劣化程度不同导致的亮度差的显示装置，及其劣化补偿方法，以及包括该显示装置的移动终端。
本公开所要处理或解决的问题或限制不限于上面提到的内容，并且未提到的其他问题或限制将由本领域技术人员从下面的描述中清楚地理解。
根据本公开的一个示例性实施例的显示装置包括：显示面板，包括第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域；第一光学器件，在显示面板的预定感测区域中设置在显示面板下方或嵌入显示面板内，当显示面板被折叠或移动到预定位置时，第一光学器件面对第一像素区域的至少一部分和第二像素区域的一部分；以及像素劣化补偿电路，被配置成在劣化感测模式下工作，从第一光学器件接收感测数据来减小第一像素区域和第二像素区域之间的亮度差。
第二像素区域的像素密度或每英寸像素(PPI)可以低于第一像素区域的像素密度或PPI。施加到第二像素区域中的像素的最大数据电压可以高于施加到第一像素区域中的像素的最大数据电压。
显示装置还可以包括设置在显示面板下方与第二像素区域重叠的第二光学器件。
显示面板的第三像素区域可以与感测区域重叠。在指纹识别事件发生时，第三像素区域中的至少一部分像素可以发光。在劣化感测模式下，第三像素区域中的像素可以都不发光。
显示面板可以在折叠状态下进入劣化感测模式。从第一光学器件输出的感测数据可以具有第一像素区域和第二像素区域中的每一个的亮度值。
显示面板可以卷绕在辊上。辊的旋转可以引起显示面板移动，使得第一像素区域和第二像素区域移动到第一像素区域和第二像素区域面对感测区域的预定位置时，由第一光学器件测量第一像素区域和第二像素区域中的每一个的亮度值。
在显示模式下，输入图像的像素数据可以被写入到第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域中的像素，使得输入图像被显示在显示面板上。在劣化感测模式下，与输入图像无关地，预定显示图案数据可以被写入到第一像素区域和第二像素区域中的像素，使得第一像素区域和第二像素区域的像素发光。
像素劣化补偿电路可以包括：亮度测量部，被配置为基于从第一光学器件输入的感测数据测量第一像素区域和第二像素区域之间的亮度差；以及伽马校正部，被配置为导出与第一像素区域和第二像素区域之间的亮度差相对应的补偿值，并且通过将补偿值加到初始伽马补偿数据来更新数字伽马数据。
伽马校正部可以将输入图像的像素数据调制成数字伽马数据。
显示装置还可以包括数据驱动器，被配置为将由伽马校正部调制的像素数据转换成数据电压。要施加到第二像素区域中的像素的数据电压的最大电压可以高于要施加到第一像素区域中的像素的数据电压的最大电压。
根据本公开的一个示例性实施例的显示装置的劣化补偿方法包括：在显示面板被折叠的同时通过向像素写入显示图案数据来驱动第一像素区域中的像素和第二像素区域中的像素；驱动设置在与第一像素区域和第二像素区域相对的感测区域中的光学器件，以根据从光学器件输出的感测数据测量第一像素区域和第二像素区域之间的亮度差；导出减小第一像素区域和第二像素区域之间的亮度差的补偿值，并使用补偿值更新第一像素区域和第二像素区域中的至少一个的数字伽马数据；在更新数字伽马数据之后，通过向像素写入显示图案数据来驱动像素以根据从光学器件输出的感测数据重新测量第一像素区域和第二像素区域之间的亮度差；以及将第一像素区域和第二像素区域之间的亮度差与预定允许值进行比较。
根据本公开的一个示例性实施例的移动终端包括：显示面板，包括第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域；第一光学器件，设置在显示面板下方或嵌入显示面板内，当显示面板被折叠或移动到预定位置时，第一光学器件设置在面对第一像素区域的至少一部分和第二像素区域的一部分的感测区域内；显示面板驱动器，被配置为在显示模式下将输入图像的像素数据写入第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域中的像素；像素劣化补偿电路，被配置为在劣化感测模式下工作并接收从第一光学器件输出的感测数据，以减小第一像素区域和第二像素区域之间的亮度差；以及认证处理器，被配置为在指纹识别模式下基于从第一光学器件接收的指纹图案数据来处理用户认证。由第一光学器件测量感测区域中的第一像素区域的亮度值和第二像素区域的亮度值。
根据本公开，可以实现全屏显示，因为传感器设置在显示图像的屏幕中。
根据本公开，像素区域之间的亮度差可以通过基于显示装置中像素区域之间的亮度差导出补偿值而被管理为允许值，显示装置的屏幕尺寸可以通过使用柔性显示面板来改变。
根据本公开，即使像素的劣化程度的差由于像素密度或PPI和数据电压之间的差而随着像素的驱动时间的流逝而增加，像素区域之间的亮度差也可以总是减小到允许值以下。
根据本公开，可以通过补偿像素区域之间的像素的劣化程度的差来改善显示装置和移动终端的图像质量和寿命。
本公开的这些和其他目的将从下文给出的具体实施方式中变得更容易明白。然而，应理解，具体实施方式和具体示例虽然指示本公开的优选实施例，但仅通过说明的方式给出，因为根据以下详细描述，在本公开的精神和范围内的各种变化和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
本公开的上述和其他目的、特征和优点将通过参照附图详细描述其示例性实施例而对于本领域普通技术人员来说变得显而易见，在附图中：
图1是示意性地示出根据本公开的一个实施例的移动终端的外观的图；
图2A和图2B是示出根据本公开的一个实施例的显示面板的横截面结构的横截面图；
图3是示出根据本公开的一个实施例的第一像素区域的像素排列的平面图；
图4是示出根据本公开的一个实施例的第二像素区域和边界像素区域的像素排列的平面图；
图5是示出根据本公开的一个实施例的像素区域之间的伽马基准电压范围和数字伽马设置的图；
图6至图8是示出适用于本公开的显示装置的各种像素电路的电路图；
图9是示出图8中所示的像素电路的驱动方法的波形图；
图10是示出根据本公开的实施例的显示装置的框图；
图11是示出根据本公开的实施例的显示装置应用于移动终端的示例的图；
图12A至图12C是示出当可折叠显示器的显示面板被折叠时在与感测区域重叠的像素区域中的像素，以及从感测区域获得的感测数据的图；
图13是示出第一像素和第二像素之间的亮度差随时间增加的示例的图；
图14是示出根据本公开的一个实施例的像素劣化补偿电路的电路图；
图15是示出在劣化感测模式下用于驱动像素的显示图案的示例的图；
图16是示出在劣化感测模式下从光学器件输出的感测数据的示例的图；
图17是示出在像素劣化之后感测数据的初始值及其电流值的图；
图18是示出根据本公开的一个实施例的显示装置的驱动方法的流程图；
图19是示出根据本公开的一个实施例的显示装置的劣化补偿方法的逐步控制顺序的流程图；
图20是示出第一像素区域和第二像素区域中的像素被补偿的示例的图；
图21是示出第二像素区域中的像素被补偿的示例的图；
图22A和图22B是示出在劣化感测模式下用于补偿像素劣化的数字伽马数据的示例的图；
图23是示出根据本公开的一个实施例的可卷式显示器的示例的图；
图24A至图24C是示出由可卷式显示器的感测区域中的光学器件光电转换的感测数据在显示装置上再现的图像的图。
具体实施方式
本公开的优点和特征以及用于实现该优点和特征的方法将从下面参照附图描述的实施例中更清楚地理解。然而，本公开不限于以下实施例，而是可以以不同的形式实施。反之，本实施例将使本公开的公开内容完整，并使得本领域技术人员能够完全理解本公开的范围。本公开仅限定在随附权利要求的范围内。
用于描述本公开的实施例的附图中图示的形状、尺寸、比例、角度、数量等仅是示例，并且本公开不限于此。在整个说明书中，相同的附图标记一般表示相同的元件。另外，在描述本公开内容时，可省略已知相关技术的详细描述以避免不必要地模糊本公开内容的主题。
本文中使用的例如“包括”、“包含”、“具有”和“构成”的术语一般意在允许添加其他部分，除非该术语与术语“仅”一起使用。对单数的任何使用可包括复数，除非另有明确说明。
即使没有明确说明，部件也被解释为包括普通误差范围。
当用例如“上”、“上方”、“下方”、“相邻”、“连接到或结合到”、“交叉”、“相交”等的术语描述两个部件之间的位置或互连关系时，一个或多个其他部件可以插入它们之间，除非使用术语“紧接”或“直接”。
当使用例如“之后”、“随后”、“接下来”、“之前”等的术语描述时态先行关系时，其在时基上可以是不连续的，除非使用术语“立即”或“直接”。
术语“第一”、“第二”等可用于将部件彼此区分，但部件的功能或结构不受部件前面的序号或部件名称的限制。
以下实施例可以部分地或全部地彼此结合或组合并且可以在技术上以各种方式链接和操作。实施例可以彼此独立地或关联地实施。
在本公开的各个显示装置中，子像素和栅极驱动电路中的每一个包括多个晶体管。晶体管可以实现为包括氧化物半导体的氧化物薄膜晶体管(氧化物TFT)、包括低温多晶硅的低温多晶硅(LTPS)TFT等。另外，晶体管中的每一个可以实现为p沟道TFT或n沟道TFT。
晶体管是包括栅极、源极和漏极的三电极元件。源极是向晶体管供给载流子的电极。在晶体管中，载流子从源极开始流动。漏极是载流子从晶体管经由其流出的电极。在晶体管中，载流子从源极流向漏极。在n沟道晶体管的情况下，由于载流子是电子，源极电压是低于漏极电压的电压，使得电子可以从源极流向漏极。n沟道晶体管具有从漏极流向源极的电流方向。在p沟道晶体管(p沟道金属氧化物半导体(PMOS))的情况下，由于载流子是空穴，源极电压高于漏极电压，使得空穴可以从源极流向漏极。在p沟道晶体管中，由于空穴从源极流向漏极，因此电流从源极流向漏极。应该注意的是，晶体管的源极和漏极不是固定的。例如，源极和漏极可以根据施加的电压而改变。因此，本公开不限于晶体管的源极和漏极。在下面的描述中，晶体管的源极和漏极将被称为第一电极和第二电极。
栅极信号在栅极导通电压和栅极截止电压之间摆动。晶体管响应于栅极导通电压而导通，并且响应于栅极截止电压而截止。
在下文中，将参照附图详细描述本公开的各种实施例。
图1是示意性地示出根据本公开的一个实施例的移动终端1000的外观的图。
参照图1，移动终端1000的屏幕可被实现为使用可至少一部分折叠的柔性显示面板的可折叠显示器，但不限于此。以下，将以可折叠显示器来描述本公开的显示装置。“柔性显示面板”简称为“显示面板”。
显示装置包括在其上再现输入图像的显示面板。显示面板的显示区域包括第一像素区域NML和第二像素区域UDC。第一像素区域NML和第二像素区域UDC包括输入图像的像素数据被写入到其中以显示输入图像的显示像素。以下，“显示像素”简称为“像素”。因此，柔性显示面板可以实现在第一像素区域NML和第二像素区域UDC中再现输入图像的全屏显示。
第一像素区域NML占据显示区域的大部分并且包括以高像素密度或PPI设置的像素。第二像素区域UDC包括以比第一像素区域NML的像素密度或PPI低的像素密度或PPI设置的像素。即使像素区域之间的像素密度或PPI相同，也可以应用本公开的实施例。例如，即使像素区域之间的像素密度或PPI相同，亮度特性、伽马特性、劣化程度、驱动时长等也可以不同，因此实施例不限于像素区域之间的像素密度或PPI不同的情形。
移动终端1000包括感测区域SA，第一光学器件被设置在该感测区域中。第二像素区域UDC与设置在显示面板下方的第二光学器件重叠。
当显示面板被折叠时，第一像素区域的至少一部分和第二像素区域UDC的至少一部分可以与感测区域SA相对。在这种情况下，第一像素区域的亮度和第二像素区域的亮度可以通过进入劣化感测模式由第一光学器件来测量。劣化感测模式可以在显示面板被折叠时被设定在预定的时间段，或者可以由用户设定。
第一光学器件包括传感器像素，包括光电元件，该光电元件将接收的光转换成电信号。第一光学器件可以设置在显示面板的像素区域内，使得其与感测区域SA重叠。例如，传感器像素可以是图像传感器、红外传感器元件、或亮度传感器元件的传感器像素，并且传感器像素可以设置在显示面板下方或者可以以内嵌的形式嵌入显示面板的第三像素区域内。第三像素区域可以包括显示输入图像的一部分的像素。第三像素区域的PPI可以与第一像素区域NML的PPI相同或更低。当传感器像素设置在显示面板下方时，第三像素区域的PPI可以与第一像素区域NML的PPI相同。当传感器像素嵌入显示面板的第三像素区域时，由于传感器像素，第三像素区域的PPI会低于第一像素区域NML的PPI并且可以等于第二像素区域UDC的PPI。
第一光学器件和第二光学器件中的每一个可以是光学器件，例如包括图像传感器的传感器像素的成像元件(或摄像头)、红外传感器元件、照明传感器元件等。第二光学器件可以包括前置摄像头和/或红外传感器，其可用于捕获外部真实感图像或用于面部识别。第二光学器件可发射红外光并在发生面部识别事件时对从用户面部反射的红外光进行光电转换。第一光学器件可以基于像素的亮度变化感测第一像素区域和第二像素区域中的像素劣化。此外，在指纹识别模式下，第一光学器件可以用于指纹识别。换言之，第一光学器件可以是指纹识别传感器。第一光学器件和第二光学器件中的每一个可以包括例如棱镜、用于将光聚焦到图像传感器上的透镜等的光路转换元件。
第一光学器件可以接收从感测区域内的第一像素区域NML中的像素和第二像素区域UDC中的像素发出的光，并可以对该光进行光电转换以输出感测数据。显示装置可以包括像素劣化补偿电路，其接收来自第一光学器件的感测数据并减小第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差。将参照图14和以下附图详细描述像素劣化补偿电路。
在可折叠显示器中，在显示面板上激活的像素区域及其分辨率可根据显示面板的折叠方向、折叠/展开状态和折叠角度而变化。用于感测显示面板的折叠方向、折叠/展开状态和折叠角度的装置从韩国公开专利10-2020-0142394A(2020年12月22日)以及美国申请公布US2020-0394984A1(2020年12月17日)获知。
可折叠显示器可以以内折叠方式或外折叠方式折叠。在图1中，“FL”是当显示面板被移动终端1000的可折叠机械结构折叠时的旋转中心线。旋转中心线FL存在于第二像素区域UDC与感测区域SA之间的第一像素区域内。在内折叠方法中，如图1的右上部所示，当显示面板沿第一旋转方向(例如逆时针方向)折叠时，第二像素区域UDC和感测区域SA在显示面板的显示区域中或在发光表面被折叠的显示面板内彼此面对。在这种情况下，像素区域不暴露于外部并且像素不被驱动。当显示面板沿第二旋转方向(例如顺时针)展开时，在展开状态下，存在于显示区域的至少一部分中的像素被驱动以在显示区域上显示输入图像。
本公开适用于内折叠式或外折叠式的可折叠显示器。当显示面板被折叠时，第二像素区域UDC中的像素和第一光学器件的接收表面可以彼此面对，从而感测第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的像素的劣化。
图2A和图2B是示出显示面板的横截面结构的横截面图。
显示面板100可以被实现为柔性显示面板，其中像素P被设置在柔性基板(例如塑料基板或金属基板)上。在可折叠显示器中，显示面板的第一像素区域NML可在第二像素区域UDC与感测区域SA之间的第一像素区域内的旋转中心线FL处折叠。
显示面板的像素区域NML、UDC和SA中的每一个像素可以包括不同颜色的子像素以实现图像颜色。在图2A和图2B中，像素R、G和B可以存在于感测区域SA中。在其他实施例中，像素可以不设置在感测区域SA中。子像素包括红色子像素(Red，R)、绿色子像素(Green，G)和蓝色子像素(Blue，B)。尽管未示出，像素中的每一个可以进一步包括白色子像素。子像素中的每一个可以包括用于驱动发光元件的像素电路。
第二光学器件30设置在显示面板100的下方，使得其与第二像素区域UDC重叠。透镜31可以设置在第二光学器件30的接收表面上。第一光学器件40可以设置在显示面板100的下方，使得其如图2A所示与感测区域SA重叠。透镜41可以设置在第一光学器件40的接收表面上。如图2B所示，在显示面板100中，传感器像素S可以嵌入感测区域SA中的电路层12和发光元件层14的至少一部分中。在这种情况下，可以省略设置在显示面板100的外侧的第一光学器件40。传感器像素S可以包括光电元件(例如光电二极管)，以及驱动光电元件的传感器驱动电路。
显示面板100具有在X轴方向上的宽度、在Y轴方向上的长度以及在Z轴方向上的厚度。显示面板100可以包括设置在基板上的电路层12和设置在电路层12上的发光元件层14。可以在发光元件层14上设置偏振板18，并且可以在偏振板18上设置封装玻璃20。
电路层12可以包括连接到例如数据线、栅极线和电源线的布线的像素电路，以及连接到栅极线的栅极驱动器。电路层12可以进一步包括传感器电路。电路层12的电路元件可以包括实现为薄膜晶体管TFT的晶体管，以及例如电容器的电路元件。电路层12的布线和电路元件可以用多个绝缘层、用其间的绝缘层隔开的两个以上的金属层以及包括半导体材料的有源层来实现。
发光元件层14可以包括由像素电路驱动的发光元件。发光元件可以用OLED实现。发光元件包括形成在阳极和阴极之间的有机化合物层。有机化合物层可以包括但不限于空穴注入层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL以及电子注入层EIL。当向发光元件的阳极和阴极施加电压时，穿过空穴传输层HTL的空穴和穿过电子传输层ETL的电子被移动到发光层EML以形成激子，因而从发光层EML发射可见光。发光元件层14可以设置在选择性地透射红色、绿色和蓝色波长的像素上，并且可以进一步包括滤色器阵列。用作发光元件的OLED可以具有其中层叠有多个发光层的串联结构。具有串联结构的OLED可以提高像素的亮度和寿命。
发光元件层14可以被保护膜覆盖并且保护膜可以被封装层覆盖。保护膜和封装层可以具有有机膜和无机膜交替堆叠的结构。无机膜阻挡水分和氧气的渗透。有机膜使无机膜的表面平坦化。当有机层和无机层以多层层叠时，水分或氧气的移动路径变得比单层的移动路径更长，从而影响发光元件层14的水分/氧气的渗透可以被有效地阻挡。
偏振板18可以粘附到封装层。偏振板18提高了显示装置的室外可视性。偏振板18减少了从显示面板100的表面反射的光并阻挡从电路层12的金属反射的光，从而提高像素的亮度。偏振板18可以被实施为结合了线性偏振板和相位延迟膜的偏振板或圆偏振板。
触摸传感器层可以形成并设置在封装层上。触摸传感器层可以包括基于在触摸输入之前和之后的电容的变化来感测触摸输入的电容触摸传感器。触摸传感器层可以包括形成触摸传感器的电容的金属布线图案和绝缘膜。触摸传感器的电容可以形成在金属布线图案之间。偏振板18可以设置在封装层上以覆盖触摸传感器层的金属图案。偏振板可以通过转换由触摸传感器层和电路层12的金属反射的外部光的偏振来提高可视性和对比度。偏振板可以被实施为圆偏振板或结合了线性偏振板和相位延迟膜的偏振板。封装玻璃20可以粘附到偏振板上。
显示面板100还可以包括设置在封装层上的滤色器层。滤色器层可以包括红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器以及黑矩阵图案。滤色器层吸收从电路层12和触摸传感器层反射的光的波长的一部分，从而可以替代偏振板的作用并且可以增强颜色纯度。可以将具有高透光率的滤色器层应用于没有偏振板的显示面板，以提高显示面板100的透光率并改进显示面板100的厚度和柔性。在这种情况下，封装玻璃20可以粘合到滤色器层。
图3是示出第一像素区域的像素排列的平面图。图4是示出第二像素区域的像素排列的平面图。
参照图3和图4，子像素R、G和B设置在第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的每一个中。第二像素区域UDC包括间隔开预定距离的像素组PG，以及设置在相邻像素组PG之间的透光部AG。
第二像素区域UDC的像素组PG可以包括一个或两个像素，并且可以包括两个至四个子像素。像素组PG的第一像素可以包括红色和第一绿色子像素R、G并且像素组PG的第二像素可以包括蓝色和第二绿色子像素R、G，但不限于此。
在第二像素区域UDC中，透光部AG是无像素区域。透光部AG可以由透明绝缘材料制成，而不包括金属线或像素。例如，在透光部AG中可以不设置阴极。由于透光部AG，第二像素区域UDC的PPI低。透光部AG的形状在图4中被图示为圆形，但不限于此。例如，透光部AG可以设计成例如圆形、椭圆形和多边形的各种形状。
由于第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的PPI差异，向子像素施加相同的数据电压或电流可能导致第二像素区域UDC中的较低亮度和第一像素区域NML与第二像素区域UDC之间的边界可见。
为了补偿像素区域NML和UDC之间的亮度差，可以应用异质伽马技术。例如，如图5所示，可编程伽马IC(P-GMAIC)可以在能够获得以大于第二像素区域UDC的最大亮度的亮度模拟伽马基准电压范围(PGMA范围)产生的伽马基准电压。数字伽马补偿电路使用存储在查找表(LUT)中的数字伽马数据(DGMA设置)调制像素数据。数字伽马数据包括在第一像素区域NML的亮度范围内按颜色和灰度划分的初始伽马补偿数据。初始伽马补偿数据是紧接在显示面板的产品出厂之后，第一像素区域NML和第二像素区域UDC的亮度在允许值内或基本上相同时设置的伽马补偿数据。数字伽马数据包括在第二像素区域UDC的亮度范围内按颜色和灰度划分的初始伽马补偿数据。
第二像素区域UDC的最大数据电压、数据电压范围(或动态范围)、最大亮度和亮度范围大于第一像素区域NML的最大数据电压、数据电压范围(或动态范围)、最大亮度和亮度范围。数字伽马数据的补偿值可以从在劣化感测模式下测量的第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差导出。在可折叠显示器的情况下，像素劣化补偿电路可以在显示面板100被折叠时通过进入劣化感测模式来工作。
存储在数字伽马补偿电路的查找表中的数字伽马数据可以由在劣化感测模式下导出的伽马补偿值来更新。在图5中，“NML GMA”是第一像素区域NML的伽马补偿曲线。“UDCGMA”是第二像素区域UDC的伽马补偿曲线。
由于在显示面板100的制造过程中引起的器件特性偏差和工艺偏差，像素之间的驱动元件的电特性可能存在差异，并且这种差异可能随着像素的驱动时间而增加。为了补偿第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度偏差，可以将内部补偿技术或外部补偿技术应用于显示装置。
内部补偿技术通过使用在每个像素电路中实现的内部补偿电路来感测每个子像素的驱动元件的阈值电压并且通过阈值电压来补偿驱动元件的栅极-源极电压Vgs。外部补偿技术通过使用外部补偿电路实时感测根据驱动元件的电特性而变化的驱动元件的电流或电压。外部补偿技术通过对输入图像的像素数据(数字数据)通过针对每个像素感测的驱动元件的电特性偏差(或变化)进行调制来实时补偿每个像素中的驱动元件的电特性的偏差(或变化)。
图6至图8是示出适用于本公开的显示装置的各种像素电路的电路图。图9是示出图8中所示的像素电路的驱动方法的波形图。
参照图6，像素电路包括发光元件EL，配置成向发光元件EL供应电流的驱动元件DT，配置成响应于扫描脉冲SCAN将数据线DL连接到第二节点n2的开关元件M01，以及连接在第二节点n2与第三节点n3之间的电容器Cst。驱动元件DT和开关元件M01可以被实现为n沟道晶体管。
驱动元件DT包括连接到第二节点n2的栅极，连接到第一节点n1的第一电极，以及连接到第三节点n3的第二电极。被施加像素驱动电压ELVDD的VDD线PL连接到第一节点n1。发光元件EL包括连接到第三节点n3的阳极以及连接到被施加低电位电源电压ELVSS的VSS线的阴极。
驱动元件DT通过根据栅极-源极电压Vgs向发光元件EL供应电流来驱动发光元件EL。发光元件EL在阳极和阴极之间的正向电压等于或大于阈值电压时导通并发光。电容器Cst连接在驱动元件DT的栅极和源极之间以维持驱动元件DT的栅极-源极电压Vgs。
参照图7，像素电路还包括连接在基准电压线REFL和驱动元件DT的第二电极之间的第二开关元件M02。在该像素电路中，驱动元件DT以及开关元件M01和M02可以被实现为n沟道晶体管。
第二开关元件M02响应于扫描脉冲SCAN或单独的感测脉冲SENSE向第三节点n3施加基准电压VREF。基准电压VREF通过基准电压线REFL施加到像素电路。
可以通过基准线REFL感测流过驱动元件DT的沟道的电流或驱动元件DT与发光元件EL之间的电压。流过基准线REFL的电流通过积分器转换成电压，然后通过模数转换器(ADC)转换成数字数据形式的实时感测数据。实时感测数据包括驱动元件DT的阈值电压或迁移率信息。感测数据被传输到数据运算部。数据运算部从ADC接收实时感测数据，并将基于实时感测数据选择的查找表数据或补偿值与像素数据相加或相乘，以补偿像素的驱动偏差和劣化。
参照图8和图9，像素电路包括发光元件EL，用于向发光元件EL供应电流的驱动元件DT，以及用于切换施加到发光元件EL和驱动元件DT的电压的开关电路。开关电路包括内部补偿电路。
开关电路连接到被施加像素驱动电压ELVDD、像素基准电压ELVSS和初始化电压Vini的电源线PL1、PL2和PL3，数据线DL以及栅极线GL1、GL2和GL3，并且被配置为响应于栅极信号切换施加到发光元件EL和驱动元件DT的电压。栅极信号可以包括扫描脉冲[SCAN(N-1)，SCAN(N)]和发光控制脉冲(以下称为“EM脉冲”)[EM(N)]。这里，N是正整数。
开关电路包括内部补偿电路，该内部补偿电路利用多个开关元件M1至M6对驱动元件DT的阈值电压Vth进行采样并将电压存储在电容器Cst中，并且通过驱动元件DT的阈值电压Vth来补偿驱动元件DT的栅极电压。驱动元件DT和开关元件M1至M6中的每一个可以被实现为p沟道TFT。
如图9所示，像素电路的驱动时段可分为初始化时段Tini、采样时段Tsam以及发光时段Tem。
在采样时段Tsam中产生第N扫描脉冲SCAN(N)作为栅极导通电压VGL，并施加到第一栅极线GL1。在采样时段之前的初始化时段Tini中产生第(N-1)扫描脉冲SCAN(N-1)作为栅极导通电压VGL，并施加到第二栅极线GL2。在初始化时段Tini和采样时段Tsam中产生EM脉冲EM(N)作为栅极截止电压VGH，并施加到第三栅极线GL3。
在初始化时段Tini期间，产生第(N-1)扫描脉冲SCAN(N-1)作为栅极导通电压VGL，并且第N扫描脉冲SCAN(N)和EM脉冲EM(N)中的每一个电压是栅极截止电压VGH。在采样时段Tsam期间，产生栅极导通电压VGL的脉冲作为第N扫描脉冲SCAN(N)，并且第(N-1)扫描脉冲SCAN(N-1)和EM脉冲EM(N)中的每一个电压是栅极截止电压VGH。在发光时段Tem的至少一部分期间，产生EM脉冲EM(N)作为栅极导通电压VGL，并且产生第(N-1)扫描脉冲SCAN(N-1)和第N扫描脉冲SCAN(N)中的每一个电压作为栅极截止电压VGH。
在初始化时段Tini期间，第五开关元件M5根据第(N-1)扫描脉冲SCAN(N-1)的栅极导通电压VGL而导通，以初始化像素电路。在采样时段Tsam期间，第一开关元件M1和第二开关元件M2根据第N扫描脉冲SCAN(N)的栅极导通电压VGL而导通，并且由驱动元件DT的阈值电压补偿的数据电压Vdata存储在电容器Cst中。同时，第六开关元件M6在采样时段Tsam期间导通，并且将第四节点n4的电压降低到基准电压VREF以抑制发光元件EL的发光。
当发光时段Tem开始时，EM线GL3被反相至栅极导通电压VGL。在发光时段Tem期间，扫描线GL1和GL2保持栅极截止电压VGH。在发光时段Tem期间，由于第三开关元件M3和第四开关元件M4导通，所以发光元件EL可以发光。在发光时段Tem期间，为了精确地表达低灰度的亮度，EM脉冲EM(N)的电压电平可以在栅极导通电压VGL和栅极截止电压VGH之间以预定占空比反相。在这种情况下，第三开关元件M3和第四开关元件M4可以在发光时段Tem期间根据EM脉冲EM(N)的占空比重复地导通/截止。
发光元件EL的阳极连接到第四开关元件M4和第六开关元件M6之间的第四节点n4。第四节点n4连接到发光元件OLED的阳极、第四开关元件M4的第二电极和第六开关元件M6的第二电极。发光元件EL的阴极连接到被施加低电位电源电压ELVSS的VSS线PL3。发光元件EL以根据驱动元件DT的栅极-源极电压Vgs流动的电流Ids发光。发光元件EL的电流路径由第三开关元件M3和第四开关元件M4切换。
存储电容器Cst连接在VDD线PL1和第二节点n2之间。由驱动元件DT的阈值电压Vth补偿的数据电压Vdata在电容器Cst中充电。由于在子像素中的每一个中的数据电压Vdata由驱动元件DT的阈值电压Vth补偿，所以在子像素中的驱动装置DT的特性偏差被补偿。
第一开关元件M1响应于第N扫描脉冲SCAN(N)的栅极导通电压VGL而导通，以将第二节点n2连接到第三节点n3。第二节点n2连接到驱动元件DT的栅极、电容器Cst的第一电极和第一开关元件M1的第一电极。第三节点n3连接到驱动元件DT的第二电极、第一开关元件M1的第二电极和第四开关元件M4的第一电极。第一开关元件M1的栅极连接到第N扫描线GL1以接收第N扫描脉冲SCAN(N)。第一开关元件M1的第一电极连接到第二节点n2，并且第一开关元件M1的第二电极连接到第三节点n3。
由于在一个帧时段产生第N扫描信号SCAN(N)作为栅极导通电压VGL的极短的一个水平时段(1H)期间第一开关元件M1导通，因此在截止状态下可能产生漏电流。为了抑制第一开关元件M1的漏电流，第一开关元件M1可以用具有两个晶体管串联连接的双栅极结构的晶体管来实现。
第二开关元件M2响应于第N扫描脉冲SCAN(N)的栅极导通电压VGL而导通，以向第一节点n1供应数据电压Vdata。第二开关元件M2的栅极连接到第N扫描线GL1以接收第N扫描脉冲SCAN(N)。第二开关元件M2的第一电极连接到第一节点n1。第二开关元件M2的第二电极连接到被施加数据电压Vdata的第一区域DA的数据线DL。第一节点n1连接到第二开关元件M2的第一电极、第三开关元件M3的第二电极以及驱动元件DT的第一电极。
第三开关元件M3响应于EM脉冲EM(N)的栅极导通电压VGL而导通，以将VDD线PL1连接到第一节点n1。第三开关元件M3的栅极连接到EM线GL3以接收EM脉冲EM(N)。第三开关元件M3的第一电极连接到VDD线PL1。第三开关元件M3的第二电极连接到第一节点n1。
第四开关元件M4响应于EM脉冲EM(N)的栅极导通电压VGL而导通，以将第三节点n3连接到发光元件OLED的阳极。第四开关元件M4的栅极连接到EM线GL3以接收EM脉冲EM(N)。第四开关元件M4的第一电极连接到第三节点n3，并且第二电极连接到第四节点n4。
第五开关元件M5响应于第N-1扫描脉冲SCAN(N-1)的栅极导通电压VGL而导通，以将第二节点n2连接到Vini线PL2。第五开关元件M5的栅极连接到第N-1扫描线GL2以接收第N-1扫描脉冲SCAN(N-1)。第五开关元件M5的第一电极连接到第二节点n2，并且第二电极连接到Vini线PL2。为了抑制第五开关元件M5的漏电流，第五开关元件M5用具有两个晶体管串联连接的双栅极结构的晶体管实现。
第六开关元件M6响应于第N扫描脉冲SCAN(N)的栅极导通电压VGL而导通，以将Vini线PL2连接到第四节点n4。第六开关元件M6的栅极连接到第N扫描线GL1以接收第N扫描脉冲SCAN(N)。第六开关元件M6的第一电极连接到Vini线PL2，并且第六开关元件M6的第二电极连接到第四节点n4。
在另一实施例中，第五开关元件M5和第六开关元件M6的栅极可以共同连接到被施加第N-1扫描脉冲SCAN(N-1)的第N-1扫描线GL2。在这种情况下，第五开关元件M5和第六开关元件M6可以响应于第N-1扫描脉冲SCAN(N-1)而同时导通。
驱动元件DT通过根据栅极-源极电压Vgs控制流过发光元件EL的电流来驱动发光元件EL。驱动元件DT包括连接到第二节点n2的栅极、连接到第一节点n1的第一电极以及连接到第三节点n3的第二电极。在图9中，“DTG”是驱动元件DT的栅极电压，即第二节点n2的电压。
需要说明的是，本公开的显示装置中存在的像素电路的配置不限于图6至图8的示例。例如，数据电压Vdata可以施加到驱动元件DT的栅极或施加到驱动元件DT的第一电极或第二电极。数据电压Vdata的伽马特性曲线可以根据驱动元件DT的沟道特性或被施加数据电压Vdata的电极设置为正伽马曲线或反伽马曲线。可以将数据电压Vdata施加到n沟道驱动元件DT的第一电极或第二电极或者可以将数据电压Vdata施加到p沟道驱动元件DT的栅极。施加到n沟道驱动元件DT的栅极的数据电压Vdata是由正伽马曲线确定的电压。施加到n沟道驱动元件DT的第一电极或第二电极的数据电压Vdata是由反伽马曲线确定的电压。施加到p沟道驱动元件DT的栅极的数据电压Vdata是由反伽马曲线确定的电压。施加到p沟道驱动元件DT的第一电极或第二电极的数据电压Vdata是由正伽马曲线确定的电压。
图10是示出根据本公开实施例的显示装置的框图。图11是示出根据本公开的实施例的显示装置应用于移动终端的示例的图。
参照图10和图11，根据本公开实施例的显示装置包括显示面板100、用于将输入图像的像素数据写入显示面板100的像素P的显示面板驱动器110和120、用于控制显示面板驱动器的时序控制器130以及用于产生驱动显示面板100所需的电力的电源150。
显示面板100包括像素阵列，其在屏幕的显示区域上显示输入图像。像素阵列包括如上的第一像素区域NML和第二像素区域UDC。像素阵列进一步包括与感测区域SA重叠的第三像素区域。像素阵列的子像素中的每一个可以使用如图6至图8所示的像素电路驱动发光元件EL。
在显示模式下，输入图像的像素数据可被写入到与第一像素区域NML、第二像素区域UDC和感测区域SA重叠的第三像素区域的像素，从而可以在显示面板100的显示区域上显示输入图像。因此，在显示模式下第三像素区域的像素与第一像素区域NML和第二像素区域UDC一起显示输入图像。
第三像素区域中的至少一部分像素可以发光以在指纹感测模式下向用户的指纹照射光以用作光源。在劣化感测模式下第三像素区域中的像素不发光。
触摸传感器可以设置在显示面板100的屏幕上。触摸传感器可以在显示面板的屏幕上设置为外嵌型或外挂型或者实现为嵌入像素阵列内的内嵌型触摸传感器。
显示面板驱动器通过将输入图像的像素数据写入子像素来在显示面板100的屏幕上再现输入图像。显示面板驱动器包括数据驱动器110和栅极驱动器120。显示面板驱动器可以进一步包括设置在数据驱动器110和数据线DL之间的解多路复用器112。可以省略解多路复用器112。
显示面板驱动器可以在时序控制器130的控制下以低速驱动模式工作。在低速驱动模式下，可以分析输入图像以在输入图像没有改变达预定时间段时降低显示装置的功耗。在低速驱动模式下，降低像素P的刷新率以在输入静止图像一定时间段或更长时间时控制像素P的数据写入时段更长，从而降低功耗。低速驱动模式不限于输入静止图像的情况。例如，当显示装置在待机模式下工作时或当用户命令或输入图像未被输入到显示面板驱动器达预定时间段或更长时间时，显示面板驱动器可以在低速驱动模式下工作。
数据驱动器110通过使用数模转换器(以下称为“DAC”)转换输入图像的像素数据，即数字数据，产生数据电压Vdata。DAC接收像素数据，即数字数据，并且从电源150的伽马电压发生器提供伽马基准电压。数据驱动器110通过使用分压电路对伽马基准电压进行分压，生成对应于像素数据中的每一个灰度的伽马补偿电压。数据驱动器110的DAC设置在数据驱动器110的信道中的每一个上。DAC使用响应于像素数据的位(bit)选择电压的开关元件阵列将像素数据转换成伽马补偿电压，并输出数据电压Vdata。从数据驱动器110的信道中的每一个输出的数据电压Vdata可以被供应至显示面板100的数据线DL，或者可以通过解多路复用器112被供应至数据线DL。外部补偿电路的ADC可以与数据驱动器110一起集成在一个驱动IC中。
解多路复用器112将通过数据驱动器110的信道输出的数据电压Vdata进行时分并分配到多条数据线DL。数据驱动器110的信道数可以由于解多路复用器112而减少。可以省略解多路复用器112。在这种情况下，数据驱动器110的信道直接连接到数据线DL。
栅极驱动器120可以与像素阵列的TFT阵列一起实现为直接形成在显示面板100的边框区域BZ上的面板内栅极(GIP)电路。栅极驱动器120在时序控制器130的控制下向栅极线GL输出栅极信号。栅极驱动器120可以通过使用移位寄存器移位栅极信号来顺序地将栅极信号供应到栅极线GL。栅极信号的电压在栅极截止电压VGH和栅极导通电压VGL之间摆动。如图6至图8所示，栅极信号可以包括扫描脉冲、EM脉冲、感测脉冲等。
栅极驱动器120可以设置在显示面板100的左右边框(或两个相对侧)中的每一个上，以双馈电方法将栅极信号供应到栅极线GL。在双馈电方法中，两侧的栅极驱动器120是同步的，使得可以从一条栅极线的两端同时施加栅极信号。在另一示例性实施例中，栅极驱动器120可以设置在显示面板100的左右边框(或两个相对侧)中的任何一个上，并且可以以单馈电方法将栅极信号供应到栅极线GL。
栅极驱动器120可以包括第一栅极驱动器121和第二栅极驱动器122。第一栅极驱动器121输出扫描脉冲和感测脉冲，并根据移位时钟移位扫描脉冲和感测脉冲。第二栅极驱动器122输出EM信号的脉冲并根据移位时钟移位EM脉冲。在无边框模式的情况下，构成第一栅极驱动器121和第二栅极驱动器122的开关元件中的至少一部分可以分散地设置在像素阵列中。
时序控制器130从主机系统接收输入图像的像素数据和与像素数据同步的时序信号。时序信号包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、时钟CLK、数据使能信号DE等。垂直同步信号Vsync的一个时段为一个帧时段。水平同步信号Hsync和数据使能信号DE中的每一个的一个时段是一个水平时段1H。数据使能信号DE的脉冲与要写入一条像素线的像素P的一行数据同步。由于通过计数数据使能信号DE可以知道帧时段和水平时段，所以可以省略垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync。
时序控制器130将输入图像的像素数据传输到数据驱动器110，并同步数据驱动器110、解多路复用器112和栅极驱动器120。时序控制器130可以包括数据运算器，该数据运算器接收从应用了外部补偿技术的显示面板驱动器中的像素P获得的感测数据并对像素数据进行调制。在这种情况下，时序控制器130可以将由数据运算器调制的像素数据传输到数据驱动器110。
时序控制器130可以在通过将输入帧频与i相乘得到的输入帧频×i Hz(i是大于O的正整数)的帧频下控制显示面板驱动器110、112和120的工作时序。输入帧频在国家电视标准委员会(National Television Standards Committee，NTSC)方案中为60Hz，在相位交替行(Phase-Alternating Line，PAL)方案中为50Hz。时序控制器130可以将帧频降低到1Hz和30Hz之间的频率，以在低速驱动模式下降低像素p的刷新率。
时序控制器130根据从主机系统接收的时序信号Vsync、Hsync和DE生成用于控制数据驱动器110的工作时序的数据时序控制信号、用于控制解多路复用器112的工作时序的开关控制信号以及用于控制栅极驱动器120的工作时序的栅极时序控制信号。
从时序控制器130输出的栅极时序控制信号的电压电平可以经由电平移位器(未示出)被转换成栅极高电压VGH/VEH和栅极低电压VGL/VEL，然后电压被供应至栅极驱动器120。电平移位器接收来自时序控制器130的栅极时序控制信号的时钟，并输出驱动栅极驱动器120所需的时序信号，例如起始脉冲和移位时钟。输入到电平移位器的栅极时序控制信号的低电平电压可以经由电平移位器被转换成栅极低电压VGL，并且栅极时序控制信号的高电平电压可以被转换成栅极高电压VGH/VEH。
电源150可以包括电荷泵(charge pump)、调节器、降压转换器、升压转换器、伽马电压发生器电路150等。电源150通过调节来自主机系统的DC输入电压而产生驱动显示面板驱动器和显示面板100所需的电力。电源150可以输出例如伽马基准电压、栅极高电压VGH/VEH、栅极低电压VGL/VEL、像素驱动电压ELVDD、像素基准电压ELVSS、初始化电压Vini、基准电压VREF等的恒定电压(或DC电压)。
伽马电压发生器电路可以被实现为可编程伽马IC。可编程伽马IC可根据寄存器设置改变伽马基准电压。伽马基准电压被提供给数据驱动器110。栅极高电压VGH/VEH和栅极低电压VGL/VEL被提供给电平移位器和栅极驱动器120。像素驱动电压ELVDD、像素基准电压ELVSS、初始化电压Vini和基准电压VREF通过电源线共同提供给像素电路。像素驱动电压ELVDD被设定成高于像素基准电压ELVSS、初始化电压Vini和基准电压VREF。
主机系统可以是电视(TV)系统的主电路板、机顶盒、导航系统、个人计算机(PC)、车载系统、家庭影院系统、移动终端或可穿戴终端。主机系统可缩放来自视频源的输入视频的像素数据以匹配显示面板的分辨率并将其传输到时序控制器130。在移动终端1000中，如图11所示，时序控制器130、数据驱动器110和电源150可以集成到一个驱动集成电路(驱动IC，D-IC)中。在图11中，附图标记“200”表示主机系统。
主机系统200包括认证处理器210。认证处理器210可以基于从光学设备接收的数据来处理生物测定认证。例如，认证处理器210可以包括面部识别处理器和指纹识别处理器中的一者或两者。面部识别处理器通过将从例如红外摄像头的第二光学器件接收的面部图案数据与用户面部图案的预定特征点进行比较来处理用户认证。指纹识别处理器通过将从第一光学器件40接收的指纹图案数据与用户的预定指纹图案进行比较来处理用户认证。在下文中，“第一光学器件和第二光学器件”将缩写为“光学器件”。
光学器件30和40中的任一者可以在发生用户认证事件时由主机系统200或时序控制器130驱动。在劣化感测模式下，第一像素区域NML、第二像素区域UDC和第一光学器件40中的像素可以在显示面板处于折叠状态时由时序控制器130或稍后将描述的像素劣化补偿电路来驱动。
图12A至图12C是示出当可折叠显示器的显示面板被折叠时在与感测区域重叠的像素区域中的像素，以及从感测区域获得的感测数据的图。在图12A至图12C中，上侧图是示出可折叠显示器的折叠状态的横截面图，下侧图示出了从第一光学器件输出的感测数据SDATA或感测区域SA中的传感器像素。
可折叠显示器的显示面板折叠时，第二像素区域UDC置于显示面板100上使得第一像素区域NML和第二像素区域UDC在感测区域SA中重叠在一起。
如图12A所示，第二像素区域UDC中的所有像素与第一像素区域NML的靠近第二像素区域UDC的一部分可以在感测区域SA中重叠。在这种情况下，通过光学器件40的接收表面上的从第一像素区域NML中的一部分像素和第二像素区域UDC中的所有像素产生的光从光学器件40输出的感测数据SDATA包括第一像素区域NML中的一部分像素的亮度值和第二像素区域UDC中的所有像素的亮度值。
如图12B和图12C所示，第二像素区域UDC的一部分和第一像素区域NML的靠近第二像素区域UDC的一部分可以与感测区域SA重叠。在这种情况下，通过在光学器件40的接收表面上感测从第一像素区域NML中的一部分像素和第二像素区域UDC中的一部分像素产生的光从光学器件40输出的感测数据SDATA包括第一像素区域NML中的一部分像素的亮度值和第二像素区域UDC中的一部分像素的亮度值。
由于PPI和数据电压的差异，第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的像素之间的劣化程度的差异会随时间而增加。如图13所示，尽管第一像素区域NML和第二像素区域UDC的初始亮度相同，但是亮度差ΔL由于像素区域NML和UDC之间的像素劣化量的差异而随时间增加。第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的每一个的像素亮度值可以在显示面板被折叠的劣化感测模式下从光学器件40输出的感测数据SDATA测量。在图13中，横坐标为时间[天]，纵坐标为从光学器件40输出的像素区域NML和UDC之间的亮度差[％]。
本公开的显示装置在显示面板被折叠时执行劣化感测模式。劣化感测模式可以为在像素阵列上不显示图像的未使用时间段。在劣化感测模式下，与输入图像的像素数据无关地，预定的显示图案数据被写入到像素，并且像素发光。在可折叠显示器中，像素在屏幕从视野中隐藏的折叠的、未使用的状态下发光。通过利用如图14所示的像素劣化补偿电路，本公开的显示装置可以在劣化感测模式下将像素区域NML和UDC之间的亮度差ΔL减小在预定允许值内。
图14是示出根据本公开的一个实施例的像素劣化补偿电路的电路图。
参照图14，像素劣化补偿电路包括光学器件40、亮度测量部140和伽马校正部142。在本公开中，像素补偿电路也可以被称为亮度差补偿电路。
在劣化感测模式下，显示图案数据被写入到第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的像素以驱动像素，并且驱动光学器件40。如图10和图11所示的时序控制器130或驱动IC(D-IC)可以包括亮度测量部140和伽马校正部142。
光学器件40可以在劣化感测模式下被驱动。光学器件40对从感测区域SA内的第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的像素接收的光进行光电转换，以向亮度测量部140提供第一像素区域NML和第二像素区域UDC的亮度值。亮度测量部140从光学器件40接收第一像素区域NML的亮度值和第二像素区域UDC的亮度值，并测量(或计算)第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差ΔL并将其提供给伽马校正部142。伽马校正部142导出对应于第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差ΔL的补偿值，并通过将补偿值加到初始伽马补偿数据来更新数字伽马数据。然后，伽马校正部142接收像素数据DATA并用数字伽马数据调制像素数据并将其传输到数据驱动器110。数据驱动器110将由伽马校正部142调制的像素数据转换成数据电压并将其输出到数据线。如图5所示，从数据驱动器110输出的第二像素区域UDC的数据电压范围和最大电压比第二像素区域NML的数据电压范围和最大电压大。
图15是示出在劣化感测模式下用于驱动像素的显示图案的示例的图。显示图案可以按颜色分类以及按灰度分类。例如，显示图案可以包括白色图案PTN1、红色图案PTN2、绿色图案PTN3和蓝色图案PTN4。可以分别针对每个灰度(例如灰度31G31、灰度63G63、灰度127G127和灰度255G255)出现图案PTN1、PTN2、PTN3和PTN4。在劣化感测模式下，可以以预定顺序将显示图案数据写入到像素。
图16是示出在劣化感测模式下从光学器件40输出的感测数据的示例的图。在图16中，PTN1′、PTN2′、PTN3′和PTN4′是通过将感测数据输入到显示装置中而被再现为图像的显示图案。
参照图16，当在劣化感测模式下将显示图案数据写入第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的像素时，从光学器件40输出的感测数据包括如图16所示在感测区域SA内发光的第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的像素的亮度值。
图17是示出在像素劣化之后感测数据的初始值及其电流值的图。由于施加到第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的像素的数据电压的亮度范围和最大亮度值的差异，第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的像素劣化的劣化进展率不同。第二像素区域UDC中的像素可能更快地劣化。由此，第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差ΔL可能随着像素的驱动时间增加而增加。本公开的像素劣化补偿电路导出补偿值，以最小化每次执行劣化感测模式时测量的第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差ΔL，从而即使第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的像素劣化量的差异变大，也会减小第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差ΔL。
图18是示出根据本公开的一个实施例的显示装置的驱动方法的流程图。
参照图18，当可折叠显示器未折叠而输入图像被输入到显示面板驱动器时，像素阵列的所有像素被驱动以显示输入图像(S101至S103)。在这种情况下，不仅第一像素区域NML和第二像素区域UDC，而且在感测区域SA上重叠的第三像素区域中的像素也可以被驱动。
当需要基于生物特征信息的用户认证的事件发生时，光学器件30和40被驱动以处理用户认证(S104到S105)。当发生面部识别事件时，与第二像素区域UDC重叠的第二光学器件30可以被驱动，使得从面部接收的红外光可以被第二光学器件30光电转换。当指纹识别事件发生时，与感测区域SA中的第三像素区域重叠的第一光学器件40可以被驱动，使得从感测区域SA上的指纹反射的可见光可以被第一光学器件40光电转换。
当可折叠显示器被折叠时(S107)，像素和光学器件40可以在劣化感测模式下被驱动，以感测第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的像素劣化。
在劣化感测模式下，像素劣化补偿电路向第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的像素写入显示图案数据以驱动像素。像素劣化补偿电路还驱动光学器件40以在劣化感测模式下测量第一像素区域NML和第二像素区域UDC的亮度(S108和S109)。像素劣化补偿电路从光学器件40接收包括第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的每一个的亮度值的感测数据，以测量第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差ΔL(S110)。像素劣化补偿电路可以通过导出补偿值以最小化第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差ΔL以及更新数字伽马数据来补偿第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的每一个像素的劣化(S111)。
图19是示出根据本公开的一个实施例的显示装置的劣化补偿方法的逐步控制顺序的流程图。
参照图19，像素劣化补偿电路在劣化感测模式下将显示图案数据写入第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的像素，以驱动像素并驱动光学器件40(S191和S192)。
像素劣化补偿电路从光学器件40接收显示图案数据被写入的包括第一像素区域NML和第二像素区域UDC的亮度值的传感器数据，并测量其间的亮度差ΔL(S193)。像素劣化补偿电路可以通过导出补偿值以最小化第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差(ΔL)以及更新数字伽马数据来补偿第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的像素的劣化(S195)。
在补偿像素的劣化之后，像素劣化补偿电路将显示图案数据写入到像素以驱动像素，并且再次测量第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差ΔL(S196和S197)。
在像素劣化补偿电路中，将第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差ΔL与允许值进行比较，并且如果第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差ΔL超过允许值，例如2[％](S198)，通过重复执行步骤S195至S198用补偿值更新数字伽马数据直到亮度差ΔL等于或小于允许值为止。
在劣化感测模式下，第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的像素可以被补偿，或者像素区域NML和UDC中的任一者中的像素可以被补偿。图20是对第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的像素进行补偿的示例。图21是对第二像素区域UDC中的像素进行补偿的示例。如上所述，可以通过使用被添加基于第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差ΔL导出的补偿值的数字伽马数据调制像素数据来补偿像素的劣化程度(参见图22A和图22B)。
图22A和图22B是示出在劣化感测模式下用于补偿像素劣化的数字伽马数据的示例的图。图22A是要写入第一像素区域NML中的像素的像素数据的数字伽马数据的示例。图22B是要写入第二像素区域UDC中的像素的像素数据的数字伽马数据的示例。在图22A和图22B中，数字伽马数据包括，但本公开不限于，用于每个预定灰度(例如灰度31G31、灰度63G63、灰度127G127和灰度255G255)的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素的伽马补偿数据。在图22A和图22B中，以粗体表示的字母是从亮度差测量导出的数字伽马数据的补偿值的示例。
参照图22A和图22B，用于补偿第二像素区域UDC的伽马特性的数字伽马数据的初始值被设置为比第一像素区域NML高的值，以减小由第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的PPI差异引起的亮度差。
随着第一像素区域NML和第二像素区域UDC的驱动时间的流逝，第二像素区域UDC中的像素可能比第一像素区域NML中的像素更快地劣化。因此，用于第二像素区域UDC的数字伽马数据的补偿值可以大于用于第一像素区域NML的补偿值，因为第二像素区域UDC中的像素劣化量大于第一像素区域NML中的像素劣化量。
需要说明的是，本公开的显示装置不限于应用于可折叠显示器。例如，其也可以应用于可卷曲显示器或可滑动显示器，例如可以使用柔性显示面板100和辊231改变其屏幕尺寸的显示器，如图23所示。
参照图23，本公开的显示器可以进一步包括在其上卷绕显示面板100的辊231。辊231与由主机系统200驱动的电机接合地旋转。当辊231沿一个方向旋转时，显示面板100的屏幕可以变大，而当辊231沿相反方向旋转时，显示面板100的屏幕可以变小。
显示面板100的显示区域包括具有相对小的PPI的第一像素区域NML和第二像素区域UDC。显示装置还包括与显示区域重叠以测量第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差的光学器件50，以及像素劣化补偿电路。光学器件50设置在固定的感测区域中。像素劣化补偿电路基本上与前述实施例中的相同，因此将省略对其的详细描述。
显示面板100可以根据辊231的旋转方向而沿上下方向或左右方向移动。当显示面板100移动时，光学器件50的位置固定，因此第二像素区域UDC相对于光学器件50的相对位置改变。
当显示面板100移动到预定位置时，第一像素区域NML和第二像素区域UDC可以位于面对感测区域的位置。当第一像素区域NML和第二像素区域UDC穿过感测区域时，像素劣化补偿电路处理图19所示的像素劣化补偿方法。
图24A至图24C是示出由可卷式显示器的感测区域中的光学器件50光电转换的感测数据在显示装置上再现的图像的图。图24A是在感测区域中的左右方向上的第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的像素的亮度一起被测量的示例。图24B是在感测区域中的上下方向上的第一像素区域NML和第二像素区域UDC中的像素的亮度一起被测量的示例。图24C是以时间差测量感测区域中的第一像素区域NML中的像素的亮度和第二像素区域UDC中的像素的亮度的示例。像素劣化补偿电路可以基于使用图24A至图24C的方法中的至少一者测量第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差的结果导出补偿值，从而将第一像素区域NML和第二像素区域UDC之间的亮度差管理在允许值内。
上述的通过本公开所要实现的目的、用于实现目的的手段以及本公开的优点和效果并未指定权利要求的本质特征，因此，权利要求的范围不限于本公开的公开内容。
尽管已经参照附图更详细地描述了本公开的实施例，但是本公开不限于此，并且在不背离本公开的技术概念的情况下，本公开可以以许多不同的形式实施。因此，本公开中公开的实施例仅出于说明的目的而提供，并不旨在限制本公开的技术概念。本公开的技术构思的范围不限于此。因此，应理解，上述实施例在各方面都是说明性的，并不限制本公开。本公开的保护范围应基于所附权利要求来解释，并且在其等同范围中的所有技术概念应被解释为落入本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种显示装置，包括：
显示面板，包括第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域；
第一光学器件，在所述显示面板的所述第三像素区域中设置在所述显示面板下方或嵌入所述显示面板内，当所述显示面板在折叠状态下或移动到预定位置时，所述第一光学器件面对所述第一像素区域的至少一部分和所述第二像素区域的至少一部分；以及
像素劣化补偿电路，被配置成在劣化感测模式下补偿所述第一像素区域与所述第二像素区域之间的亮度差。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第二像素区域的像素密度低于所述第一像素区域的像素密度，
施加到所述第二像素区域中的像素的最大数据电压高于施加到所述第一像素区域中的像素的最大数据电压。
3.根据权利要求2所述的显示装置，还包括：第二光学器件，所述第二光学器件设置在所述第二像素区域下方。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述显示面板的所述第三像素区域与感测区域重叠，
在指纹识别事件发生时，所述第三像素区域中的至少一部分像素发光，并且
在所述劣化感测模式下，所述第三像素区域中的像素都不发光。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述显示面板在折叠状态下进入所述劣化感测模式。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述显示面板卷绕在辊上，所述辊的旋转引起所述显示面板移动到所述第一像素区域或所述第二像素区域面对所述感测区域的预定位置，由所述第一光学器件分别测量所述第一像素区域和所述第二像素区域的亮度值。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中，在显示模式下，输入图像的像素数据被写入到所述第一像素区域、所述第二像素区域和所述第三像素区域中的像素，使得所述输入图像被显示在所述显示面板上，并且
其中，在所述劣化感测模式下，预定显示图案数据被写入到所述第一像素区域和所述第二像素区域中的像素，使得所述第一像素区域和所述第二像素区域的像素发光。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述像素劣化补偿电路包括：
亮度测量部，被配置为从所述第一光学器件接收所述第一像素区域的亮度值和所述第二像素区域的亮度值以确定所述第一像素区域与所述第二像素区域之间的亮度差；以及
伽马校正部，被配置为基于所述第一像素区域与所述第二像素区域之间的亮度差导出补偿值，并且通过将所述补偿值加到初始伽马补偿数据来更新数字伽马数据，以补偿所述第一像素区域与所述第二像素区域之间的亮度差。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述伽马校正部被配置成将输入图像的像素数据调制成所述数字伽马数据。
10.根据权利要求9所述的显示装置，还包括：
数据驱动器，所述数据驱动器被配置为将由所述伽马校正部调制的所述像素数据转换成数据电压。
11.一种显示装置的劣化补偿方法，包括：
在显示面板被折叠或移动到预定位置时通过向像素写入显示图案数据来驱动第一像素区域中的像素和第二像素区域中的像素；
驱动设置在与所述第一像素区域和所述第二像素区域相对的感测区域中的光学器件，以测量所述第一像素区域的亮度值和所述第二像素区域的亮度值，从而确定所述第一像素区域与所述第二像素区域之间的亮度差；
基于所述第一像素区域的亮度与所述第二像素区域的亮度之间的所述亮度差导出补偿值，并使用所述补偿值更新所述第一像素区域和所述第二像素区域中的至少一者的数字伽马数据。
12.一种移动终端，包括：
显示面板，包括第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域；
第一光学器件，设置在所述第三像素区域中，当所述显示面板在折叠状态下或移动到预定位置时，所述第一光学器件设置在面对所述第一像素区域的至少一部分和所述第二像素区域的至少一部分；以及
亮度差补偿电路，被配置为补偿所述第一像素区域和所述第二像素区域之间的亮度差，
其中，所述第一光学器件测量所述第一像素区域的亮度值和所述第二像素区域的亮度值，并且传输所述第一像素区域的亮度值和所述第二像素区域的亮度值。
13.根据权利要求12所述的移动终端，其中，所述第一光学器件包括图像传感器、红外传感器元件和亮度传感器元件中的至少一者的传感器像素，并且所述传感器像素在所述显示面板的所述第三像素区域中设置在所述显示面板下方或者嵌入显示面板内。
14.根据权利要求12所述的移动终端，其中，所述第二像素区域的像素密度低于所述第一像素区域的像素密度。
15.根据权利要求12所述的移动终端，其中，施加到所述第二像素区域中的像素的最大数据电压高于施加到所述第一像素区域中的像素的最大数据电压。
16.根据权利要求12所述的移动终端，所述像素差异补偿电路包括：
亮度测量部，被配置为从所述第一光学器件接收所述第一像素区域的亮度值和所述第二像素区域的亮度值以测量所述第一像素区域与所述第二像素区域之间的亮度差；以及
伽马校正部，被配置为基于所述第一像素区域与所述第二像素区域之间的亮度差导出补偿值，并且补偿所述第一像素区域与所述第二像素区域之间的亮度差。
17.根据权利要求16所述的移动终端，其中，通过将所述补偿值加到初始伽马补偿数据来更新数字伽马数据，以补偿所述第一像素区域与所述第二像素区域之间的亮度差。
18.根据权利要求12所述的移动终端，还包括设置在所述第二像素区域下方的第二光学器件。
19.根据权利要求18所述的移动终端，其中，所述第二光学器件包括摄像头。
20.根据权利要求12所述的移动终端，其中，所述第一光学器件包括指纹识别传感器。
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